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《ti-53at%25al包晶合金定向凝固組織演化規(guī)律的研究》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關內(nèi)容在學術論文-天天文庫。
1、ClassifiedIndex:TG146.23TG249.9U.D.C.:669.295DissertationfortheMasterDegreeinEngineeringMICROSTRUCTUREEVOLUTIONOFDIRECTIONALLYSOLIDIFIIEDTi-53at%AlPERITECTICALLOYCandidate:PengpengSupervisor:Prof.GuoJingjieAssociateSupervisor:LectuerLiXinzhongAcademicDegree
2、Appliedfor:MasterofEngineeringSpeciality:MaterialsProcessingEngineeringAffiliation：SchoolofMaterialsScienceandEngineeringDateofDefence:June,2009Degree-Conferring-Institution:HarbinInstituteofTechnology哈爾濱工業(yè)大學工學碩士學位論文摘要本文以Ti-53at.%Al包晶合金為研究對象，在5μm/s~35μm/s速度
3、區(qū)間內(nèi)開展定向凝固實驗研究。通過光學金相等手段對從初始過渡到穩(wěn)態(tài)凝固組織的演化規(guī)律進行了研究。測量了凝固組織特征尺度如一次枝晶間距等，對后續(xù)固態(tài)相變形成的片層結(jié)構取向也進行了分析。同時選取典型生長速度，進行淬火前的保溫實驗，研究了L+α→γ包晶反應動力學；測量了包晶相層厚度的變化，重點考察了合金在包晶凝固過程中的溶質(zhì)傳輸和包晶相的生長機制。隨生長速度增加，固液界面形態(tài)由粗胞狀、細胞狀、胞狀枝晶再到枝晶變化，胞/枝晶間距隨生長速度的增加而呈近似指數(shù)減小。凝固組織由α和γ兩相組成。隨著生長速度的增大，初生α相由胞
4、晶生長逐漸演變?yōu)橹L，三相接觸面積逐漸增大，包晶反應程度相應增大；且高速時自液相析出的γ相增多。包晶反應及自液相析出造成γ相的含量持續(xù)增加。對α2/γ片層取向進行了分析，當α相在熔體中自由形核時，α2/γ片層取向與生長方向嚴格垂直，α相以鑄態(tài)原有晶粒為形核襯底時，α2/γ片層保留了原始鑄態(tài)晶粒的片層取向。根據(jù)TGZM理論解釋保溫實驗中糊狀區(qū)內(nèi)溶質(zhì)傳輸，理論計算結(jié)果與實際相符。抽拉速度對保溫結(jié)果影響很大，在低速時，糊狀區(qū)內(nèi)液相溶質(zhì)富集程度相對較小，液固兩相向α單相平界面轉(zhuǎn)變所需保溫時間較短。但在高速時，需較
5、長的保溫時間才能實現(xiàn)α單相平界面。通過包晶反應界面間接測量了凝固過程的溫度梯度，發(fā)現(xiàn)溫度梯度基本恒定。實際測量了隨速度變化的包晶層厚度，并利用St.John和Hogan的包晶轉(zhuǎn)變模型計算了包晶轉(zhuǎn)變獲得的包晶相厚度，發(fā)現(xiàn)此包晶轉(zhuǎn)變模型不適用于Ti-53at%Al合金。結(jié)合包晶相厚度的變化，分析速度變化對包晶相生成機制的影響，表明，當α相由胞晶向枝晶生長轉(zhuǎn)變時，通過包晶反應獲得的包晶相γ增多，但包晶相的形成主要是通過自液相直接析出，即L→γ。關鍵詞Ti-53at%Al；包晶合金；定向凝固；包晶反應；I哈爾濱工業(yè)大
6、學工學碩士學位論文AbstractDirectionallysolidifiedexperimentswereconductedforTi-53at.%Alperitecticalloyinagrowthraterangefrom5μm/sto35μm/s.Themicrostructureevolutionwasinvestigatedfrominitialtransienttosteady-statesolidicationbyopticalmetallographic.Characteristicsca
7、lesofsolidificationmicrostructureweremeasured,suchasdendriticspacing.Theorientationoflamellarstructurewasalsoanalyzedformedduringthesubsequentsolid-statephasetransformation.Basedontheaboveexperimentalresults,temperature-stabilizationexperimentbeforequenchin
8、gwascarriedouttostudythekineticsofperitecticreactionofL+α→γatsomeselectedgrowthrates.Thevariationofthicknessofperitecticphasewasmeasured,andthesolutetransportationandgrowthmechanismofperitecticphasewer
